Conversa com o Fundador

Revelando os Segredos das Vedações Mecânicas de Longa Duração

No sistema operacional de equipamentos industriais, as vedações mecânicas atuam como heróis anônimos — protegendo silenciosamente as extremidades dos eixos de equipamentos de transporte de fluidos. Elas devem impedir vazamentos de meio para garantir a segurança da produção, ao mesmo tempo em que reduzem perdas por atrito para aumentar a eficiência energética. Esse componente aparentemente pequeno está diretamente ligado à operação estável de setores industriais essenciais, como processamento químico, energia e tratamento de água. Seu nível técnico é até considerado um indicador-chave da precisão e sofisticação da fabricação de equipamentos.

O Sr. Tong Hanquan, fundador da Jiangsu Golden Eagle Fluid Machinery Co., Ltd., dedicou 50 anos a este campo desde 1976. Através de décadas de perseverança, testemunhou toda a jornada das vedações mecânicas nacionais evoluindo da imitação à inovação independente. Hoje, convidamos o Presidente Tong para explorar a eficácia das vedações mecânicas — dos princípios fundamentais à experiência prática — revelando os 'segredos da longevidade' deste componente essencial.

Repórter : Presidente Tong, com cinco décadas na indústria de vedações mecânicas, o senhor testemunhou seu desenvolvimento e transformações. Começando pelo básico, qual é o fator mais crítico para prolongar a vida útil das vedações mecânicas quando operando em meios líquidos?

Presidente Tong : Em última análise, tudo se resume à manutenção do filme líquido. Entre as superfícies de atrito dos anéis dinâmico e estacionário em uma vedação mecânica, um filme líquido formado pelo meio fornece lubrificação essencial. Esse filme atua como uma camada protetora — sem ele, ou se tornar instável, a vedação falhará rapidamente. Na Golden Eagle, priorizamos a estabilidade do filme líquido como um indicador fundamental em todos os nossos processos de projeto e produção.

Repórter : Quais são os diferentes estados de lubrificação entre essas superfícies de atrito, e como eles afetam a vida útil da vedação?

Presidente Tong : Com base em nossa prática e pesquisa, existem quatro estados principais:

Atrito Seco : O pior cenário, no qual nenhum líquido entra na superfície de atrito — apenas poeira e camadas oxidadas permanecem. Isso leva à geração imediata de calor, desgaste e vazamento rápido. No início da minha carreira, encontrei muitos casos em que a instalação incorreta levou ao atrito seco, causando perdas significativas

Lubrificação de Limite : Em teoria, superfícies de vedação nunca são perfeitamente lisas. O que parece plano ainda possui picos e vales microscópicos. Quando o fluido ou meio a ser vedado entra no espaço sob pressão, preenche os vales, mas não os picos. Os vales se beneficiam da lubrificação, mas os picos sofrem contato direto e atrito, resultando em desgaste moderado e geração de calor.

 

Lubrificação Semi-Fluída : Este é o estado ideal. Ao criar "microreentrâncias" nas faces de vedação por meio de ranhuras, forma-se um filme líquido fino, porém estável. Isso reduz o coeficiente de atrito e garante uma vedação eficaz.

 

Lubrificação Totalmente Fluída : Embora possa parecer ideal pela ausência de atrito, a folga excessivamente grande leva a vazamentos — tornando-a contraproducente.

Repórter : Parece que a lubrificação semi-fluída é o estado ideal a ser buscado. Quais fatores devem ser considerados para alcançá-la?

Presidente Tong : Uma abordagem abrangente é essencial. As propriedades do meio são fundamentais — por exemplo, meios de alta viscosidade formam filmes líquidos mais facilmente do que os de baixa viscosidade. Pressão, temperatura e velocidade de deslizamento também são fatores críticos: pressão excessiva pode romper o filme líquido, altas temperaturas podem vaporizar o meio e altas velocidades podem intensificar o calor gerado pelo atrito.

Na Golden Eagle, realizamos cálculos detalhados desses parâmetros durante os processos de seleção junto aos clientes. Além disso, fatores como ajuste da pressão na face final, projeto da estrutura de lubrificação e precisão de usinagem das superfícies de atrito devem ser otimizados. Por exemplo, enquanto uma rugosidade superficial de Ra0,8 já foi considerada aceitável, nosso retífica de precisão atual alcança Ra0,02, melhorando significativamente a retenção do filme líquido.

Repórter : Você mencionou estruturas de lubrificação — ouvimos dizer que a Golden Eagle possui uma expertise técnica considerável no aprimoramento dessas estruturas. Poderia detalhar?

Presidente Tong : Com certeza. O projeto estrutural é uma das nossas principais competências.

Faces Finais Excêntricas : Ao deslocar ligeiramente o centro do anel dinâmico ou estacionário em relação ao eixo, o lubrificante é "arrastado" para a superfície de fricção durante a rotação. No entanto, o grau de excentricidade deve ser preciso — um deslocamento excessivo causa desgaste irregular sob alta pressão, e altas velocidades exigem um projeto cuidadoso para evitar vibrações provocadas por forças centrífugas. Aprendemos isso da maneira mais difícil com selos para bombas químicas no início, resolvendo posteriormente por meio de análise de elementos finitos.

Ranhuras nas Faces Finais : Em condições de alta pressão e alta velocidade, o ranhuramento mitiga eficazmente a ruptura do filme líquido causada pelo calor do atrito. A colocação das ranhuras é crítica: para selos com pressurização externa, as ranhuras devem estar no anel fixo para impedir a entrada de contaminantes; para selos com pressurização interna, o anel dinâmico é preferível, pois a força centrífuga expulsa os contaminantes. A forma, quantidade e profundidade das ranhuras também são importantes — muitas ranhuras ou excessivamente profundas aumentam o vazamento. Nossas ranhuras em forma de cunha melhoraram a eficiência de lubrificação em 30% em comparação com os designs retangulares anteriores.

 

Lubrificação Hidrostática : Isso envolve o uso de uma fonte independente de fluido (por exemplo, uma bomba hidráulica) para fornecer lubrificante pressurizado diretamente à superfície de atrito, proporcionando lubrificação e resistência contra a pressão do meio. Este projeto é comumente utilizado em vasos de reação de alta pressão.

Repórter : Os desafios de lubrificação são mais complexos para selos mecânicos em meios gasosos?

Presidente Tong : De fato, são mais difíceis. Tais condições frequentemente envolvem lubrificação insuficiente, problemas de dissipação de calor e suscetibilidade a vazamentos, exigindo projetos especializados para garantir operação estável. Normalmente utilizamos selos a gás secos, que empregam padrões de ranhuras em nível de micrômetros (por exemplo, espirais ou ranhuras em T) para gerar efeitos hidrodinâmicos, comprimindo o gás em um filme ultrafino (cerca de 3–5 μm) para operação sem contato. Em um projeto de retrofit para um fabricante de compressores de gás, essa abordagem prolongou a vida útil do selo de 3 meses para 18 meses.

Repórter : Por trás dessas inovações, houve muitas experiências de tentativa e erro?

Presidente Tong : Absolutamente. Na década de 1980, enquanto trabalhávamos em selos para bombas de refinaria, experimentamos ranhuras na face final. Inicialmente, muitas ranhuras causavam vazamentos excessivos; poucas resultavam em fricção seca. Foram necessárias mais de 20 tentativas para encontrar os parâmetros ideais. Hoje, os jovens engenheiros se beneficiam de simulações por computador, reduzindo grande parte da tentativa e erro. No entanto, sempre enfatizo que a lacuna entre dados de laboratório e condições reais deve ser superada pela experiência prática. É por isso que a Golden Eagle permanece firme na indústria — valorizamos tanto a teoria quanto a prática.

A discussão de hoje com o Presidente Tong, desde os princípios da lubrificação por filme líquido até os projetos estruturais que aprimoram a lubrificação, revelou a lógica subjacente à durabilidade dos selos mecânicos. Na próxima entrevista, o Presidente Tong aprofundará as aplicações práticas, explorando estratégias de seleção e medidas de prevenção contra falhas em selos mecânicos em diversos setores — incluindo processamento químico, farmacêutico, refino de petróleo e novos materiais. Fiquem ligados!